汽車(chē)能耗測(cè)試循環(huán)工況概況

李紅

1 引言

為了在試驗(yàn)臺(tái)上再現(xiàn)汽車(chē)的實(shí)際運(yùn)行情況，針對(duì)不同情形(如城市、車(chē)型等)開(kāi)發(fā)了各種汽車(chē)測(cè)試(運(yùn)行)況。測(cè)試工況又稱(chēng)運(yùn)轉(zhuǎn)循環(huán)，它被廣泛用于評(píng)估車(chē)輛污染物排放量和燃油消耗量以及新車(chē)型的技術(shù)開(kāi)發(fā)，甚至測(cè)定在交通控制方面的風(fēng)等，是汽車(chē)工業(yè)一項(xiàng)共性核心技術(shù)。美國(guó)開(kāi)創(chuàng)并推動(dòng)了世界各國(guó)的工況研究和開(kāi)發(fā)，發(fā)展至今，由于評(píng)價(jià)目標(biāo)和研究對(duì)象的不同，形成了種類(lèi)繁多、用途各異的工況，滿(mǎn)足了從輕型車(chē)到重型車(chē)、從汽油車(chē)到柴油車(chē)等各系列的車(chē)輛的性能測(cè)試。隨著工況研究的深人和完善，測(cè)試工況已具有典型的道路實(shí)際駕駛特征，能反映汽車(chē)的真實(shí)操作工況，可用于汽車(chē)的研究、認(rèn)證和檢查/維護(hù)。

目前，中國(guó)能耗測(cè)試使用的是NEDC 循環(huán)（New European Driving Cycle- 新型歐洲駕駛循環(huán)）、WLTC（Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycle-世界協(xié)調(diào)測(cè)試循環(huán)工況，中國(guó)作為新能源汽車(chē)生產(chǎn)大國(guó)，相比其他國(guó)家有自己獨(dú)特的國(guó)情路況，需要有更符合自己國(guó)情的能耗測(cè)試曲線(xiàn)。2019年10月25日，國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)）2019年第13 號(hào)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)公告，批準(zhǔn)發(fā)布GB/T38146.1-2019《中國(guó)汽車(chē)行駛工況第1 部分：輕型汽車(chē)》、GB/T38146.2-2019《中國(guó)汽車(chē)行駛工況第2 部分：重型商用車(chē)輛》兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著中國(guó)能耗曲線(xiàn)體系的建立，為未來(lái)中國(guó)的車(chē)輛能耗測(cè)試和研發(fā)提供重要依據(jù)，擺脫依賴(lài)其他國(guó)家循環(huán)曲線(xiàn)的情況。

2 NEDC 循環(huán)工況

NEDC 循環(huán)工況如圖1所示，即（New European Driving Cycle-新型歐洲駕駛循環(huán)），該循環(huán)工況由4 個(gè)市區(qū)循環(huán)和1 個(gè)市郊循環(huán)程序組成，理論試驗(yàn)距離為11.022km，時(shí)間為19min40s。整個(gè)循環(huán)平均速度33.6km/h。目前電動(dòng)車(chē)能耗測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)GB/T18386-2017 使用此工況曲線(xiàn)[1]。

圖1 NEDC 循環(huán)工況

圖1NEDC 循環(huán)工況（①市區(qū)循環(huán)；②市郊循環(huán)；③基本的市區(qū)循環(huán)）

3 WLTC 循環(huán)工況

WLTC循環(huán)工況，如圖2所示，即Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Cycle-世界協(xié)調(diào)測(cè)試循環(huán)工況。該標(biāo)準(zhǔn)工況運(yùn)行時(shí)間共計(jì)1800s，分4 個(gè)階段：

圖2 WLTC 循環(huán)曲線(xiàn)

低速階段：589s。

中速階段：433s。

高速階段：455s。

超速階段：323s。

其中，超速階段的理論行駛里程23.27km，理論行駛里程23.27km；最高車(chē)速131.3km/h，平均車(chē)速46.54km/h。

WLTC 循環(huán)工況是全球統(tǒng)一的輕型汽車(chē)測(cè)試程序所采用的測(cè)試循環(huán)工況，由歐洲、日本和美國(guó)等國(guó)專(zhuān)家共同制定。該測(cè)試程序，根據(jù)功率質(zhì)量比（power-to-massratio，PMR）將車(chē)輛分為3 個(gè)等級(jí)（class1-3）并對(duì)應(yīng)4 種（class1，class2，class3a、class3b）試驗(yàn)循環(huán)工況，統(tǒng)稱(chēng)為WLTC 循環(huán)工況。中國(guó)輕型汽車(chē)國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)采用class3b 循環(huán)工況[2]。

4 中國(guó)工況

中國(guó)工況即中國(guó)汽車(chē)行駛工況（China Automotive Driving Cycle）。它包括GB/T38146.1-2019《中國(guó)汽車(chē)行駛工況第1 部分：輕型汽車(chē)》和GB/T38146.2-2019《中國(guó)汽車(chē)行駛工況第2 部分：重型商用車(chē)輛》。

GB/T38146.1-2019《中國(guó)汽車(chē)行駛工況第1 部分：輕型汽車(chē)》中包括CLTC-P（乘用車(chē)行駛工況）和CLTC-C（輕型商用車(chē)行駛工況）。GB/T38146.2-2019《中國(guó)汽車(chē)行駛工況第2 部分：重型商用車(chē)輛》包括中國(guó)重型商用車(chē)輛行駛工況、城市客車(chē)行駛工況（CHTC-B）、客車(chē)行駛工況（CHTC-C）（不含城市客車(chē)）、貨車(chē)行駛工況（CHTC-HT）（GVW ＞5500kg）、貨車(chē)行駛工況（CHTC-LT）（GVW ≤5500kg）、自卸汽車(chē)行駛工況（CHTC-D）、半掛牽引車(chē)行駛工況（CHTC-S）[3]。中國(guó)汽車(chē)行駛工況如圖3所示。

圖3 中國(guó)汽車(chē)行駛工況

CLTC-P 循環(huán)工況包含低速（1 部）、中速（2 部）和高速（3 部）3 個(gè)速度區(qū)間，工況時(shí)長(zhǎng)共計(jì)1800s，其中低速區(qū)間時(shí)間674s，比例為37.4%，中速區(qū)間時(shí)間693s，比例為38.5%，高速區(qū)間時(shí)間433s，比例為24.1%。最大車(chē)速為114.0km/h，平均車(chē)速為29.0km/h，怠速比例為22.1%。理論上距離14.48km，1 部里程2.45km，2 部5.91km，3 部6.12km。

CLTC-C 循環(huán)工況包含3 個(gè)速度區(qū)間，低速（1 部）、中速（2 部）和高速（3 部）3 個(gè)速度區(qū)間，工況時(shí)長(zhǎng)共計(jì)1800s，其中低速區(qū)間時(shí)間735s，比例為40.8%，中速區(qū)間時(shí)間615s，比例為34.2%，高速區(qū)間時(shí)間450s，比例為25.0%。平均車(chē)速為32.9km/h，最大車(chē)速為92.0km/h，怠速比例為20.3%。理論上距離16.43km/h.1 部里程2.69km，2 部5.73km，3 部8.01km。

CHTC-B 循環(huán)工況時(shí)長(zhǎng)共計(jì)1310s，其中低速區(qū)間時(shí)間399s 比例為30.5%，高速區(qū)間時(shí)間911s，比例為69.5%，平均車(chē)速為15.1km/h，最大車(chē)速為45.6km/h，怠速比例為22.4%。理論里程5.49km，1 部0.74km.2 部4.75km。

CHTC-C 循環(huán)工況時(shí)長(zhǎng)共計(jì)1800s，其中市區(qū)區(qū)間時(shí)間比例為16.9%，城郊區(qū)間時(shí)間比例為49.6%，高速區(qū)間時(shí)間比例為33.5%，平均車(chē)速為39.2km/h，最大車(chē)速為95.7km/h，怠速比例為18.2%。CHTC-C 理論里程19.62km，1 部0.46km，2 部6.67km，3 部12.49km。

CHTC-HT 循環(huán)工況時(shí)長(zhǎng)共計(jì)1800s，其中市區(qū)區(qū)間時(shí)間比例為19.0%，城郊區(qū)間時(shí)間比例為54.9%，高速區(qū)間時(shí)間比例為26.1%，平均車(chē)速為34.7km/h，最大車(chē)速為88.5km/h，怠速比例為13.7%。理論里程17.32km，1 部0.48km，2 部8.59km，3 部8.25km。

CHTC-LT 循環(huán)工況時(shí)長(zhǎng)共計(jì)1652s，其中市區(qū)區(qū)間時(shí)間比例為18.7%，城郊區(qū)間時(shí)間比例為58.9%，高速區(qū)間時(shí)間比例為28.4%，平均車(chē)速為34.6km/h，最大車(chē)速為97.0km/h，怠速比例為12.4%.理論里程15.88km，1 部0.61km，2 部6.97km，3 部8.51km。

CHTC-D 循環(huán)工況時(shí)長(zhǎng)共計(jì)1300s，其中低速區(qū)間時(shí)間比例為41.5%，高速區(qū)間時(shí)間比例為58.5%，平均車(chē)速為23.2km/h，最大車(chē)速為71.4km/h，怠速比例為20.2%，理論里程8.37km，1 部0.98km，2 部7.39km。

CHTC-S 循環(huán)工況時(shí)長(zhǎng)共計(jì)1800s，其中低速區(qū)間時(shí)間比例為26.3%，高速區(qū)間時(shí)間比例為73.7%，平均車(chē)速為46.6km/h，最大車(chē)速為88.0km/h，怠速比例為8.6%。理論里程23.29km，1 部1.92km，2 部21.37km。

5 美國(guó)循環(huán)工況

美國(guó)車(chē)輛道路行駛工況包括三大類(lèi)型，認(rèn)證用車(chē)輛道路行駛工況（FTP 系）、研究用車(chē)輛道路行駛工況（WVU 系）和短工況（I/M 系），其中聯(lián)邦測(cè)試程序（FTP75），洛杉磯（LA92）和負(fù)荷模擬工況（IM240）等廣為熟知。

5.1 FTP-72 循環(huán)工況

FTP-72循環(huán)工況也稱(chēng)之為UDDS（UDDS（Urban Dynamometer Driving Schedule））。FTP-72循環(huán)工況由兩部分組成，第一部分運(yùn)行時(shí)間505s，第二部分運(yùn)行時(shí)間867s。該循環(huán)工況模擬城市頻繁啟停的循環(huán)工況，總里程為12.07km，平均速度為31.5km/h。

5.2 FTP-75 循環(huán)工況

FTP-75 循環(huán)工況是在FTP-72 循環(huán)工況的基礎(chǔ)上增加1 個(gè)FTP-72 第一部分505s 熱啟動(dòng)循環(huán)工況。一個(gè)完整的FTP75 循環(huán)工況由0-505s 的冷啟動(dòng)循環(huán)工況（環(huán)境溫度20～30°C）、506-1372s 穩(wěn)定工況、600s 熱浸和0～505s 的熱啟動(dòng)循環(huán)工況組成，運(yùn)行時(shí)間為1877s，里程17.77km，平均速度34.12km/h，最高速度91.25km/h。

5.3 US06 循環(huán)工況

US06 循環(huán)工況是對(duì)FTP75 循環(huán)工況的補(bǔ)充工況，由急加減速循環(huán)工況、高速工況和激烈循環(huán)工況組成。循環(huán)工況運(yùn)行時(shí)間為596s，里程12.8km，平均速度77.9km/h，最高速度129.2km/h。

5.4 SC03 循環(huán)工況

SC03 循環(huán)工況是對(duì)FTP75 循環(huán)工況的補(bǔ)充工況，模擬車(chē)輛在環(huán)境溫度35°C 下，空調(diào)打開(kāi)情況下的運(yùn)行工況。SC03 循環(huán)工況運(yùn)行時(shí)間為596s，里程5.8km，平均速度34.8km/h，最高速度88.2km/h。

5.5 HWFET 循環(huán)工況

HWFET（The Highway Fuel Economy Test，又簡(jiǎn)稱(chēng)“HFET”）循環(huán)工況，是用來(lái)測(cè)試輕型車(chē)高速燃油經(jīng)濟(jì)性的循環(huán)工況，運(yùn)行時(shí)間765s，里程16.45km，最高車(chē)速96.4km/h，平均速度77.7km/h[4]。

6 日本循環(huán)工況

6.1 10-15 工況法

10-15 循環(huán)工況運(yùn)行時(shí)間是660s，里程4.16km，最高速度為70km/h，平均車(chē)速為22.7km/h。

6.2 JC08 循環(huán)工況

運(yùn)行時(shí)間是1204s，里程8.171km，最高速度81.6km/h，平均速度24.4km/h。JC08 最大的特點(diǎn)在于其考慮到了減速帶和碎石路工況，這種工況通常不會(huì)踩停，但會(huì)急減速，如1100～1200s 之間那個(gè)80km/h 處的震蕩，就是在模擬這種經(jīng)常出現(xiàn)的行駛特征。整個(gè)測(cè)試中一共包含了26 個(gè)上升沿，相比10-15 工況其勻速行駛的時(shí)間極少，松油門(mén)的次數(shù)也更多，踩停前的速度也多設(shè)置在50km/h 左右，相較10-15 工況，更符合實(shí)際駕駛情況。

7 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)目前的法規(guī)對(duì)于能耗的測(cè)試，采用的是NEDC 循環(huán)曲線(xiàn)和WLTC 循環(huán)曲線(xiàn)，中國(guó)企業(yè)的能耗開(kāi)發(fā)標(biāo)定使用的是NEDC 循環(huán)曲線(xiàn)和WLTC 循環(huán)曲線(xiàn)。中國(guó)工況曲線(xiàn)的發(fā)布將對(duì)汽車(chē)能耗測(cè)試產(chǎn)生大的變革，意味著未來(lái)中國(guó)汽車(chē)認(rèn)證都將按照符合中國(guó)道路情況的測(cè)試曲線(xiàn)，必將促使汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)按照中國(guó)工況曲線(xiàn)進(jìn)行能耗標(biāo)定，不再依賴(lài)其他國(guó)家的工況曲線(xiàn)。通過(guò)淺析各個(gè)工況的特點(diǎn)，有助于幫助企業(yè)認(rèn)識(shí)各工況的特點(diǎn)，也希望論文能為生產(chǎn)企業(yè)以后切換中國(guó)工況提供有益的幫助。